淺談氯化鈣生產(chǎn)中能源的綜合利用

李忠生

（唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

淺談氯化鈣生產(chǎn)中能源的綜合利用

李忠生

（唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司，河北 唐山 0 6 3 3 0 5）

詳細(xì)介紹了唐山三友志達(dá)鈣業(yè)公司以純堿生產(chǎn)中排放的蒸氨廢液為原料，生產(chǎn)氯化鈣產(chǎn)品過程中，幾種能源的綜合利用情況，有效的降低了生產(chǎn)成本，對氯化鈣的生產(chǎn)企業(yè)節(jié)能減排的實(shí)施具有指導(dǎo)意義。

鹽田灘曬；三效錯(cuò)流；冷凝水；鹽水回收；廢液；氯化鈣

0 引言

唐山三友集團(tuán)志達(dá)鈣業(yè)公司成立于1 9 9 7年，原設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為年產(chǎn)氯化鈣4萬t，現(xiàn)已擴(kuò)建為年產(chǎn)1 5萬t。氯化鈣生產(chǎn)是以純堿工業(yè)中排放的蒸氨廢液為原料，其產(chǎn)品氯化鈣主要應(yīng)用于：1）道路融雪的融雪劑；2）煤礦開采的吸附劑；3）建筑行業(yè)的凝固劑；4）石油、造紙行業(yè)的干燥劑。

結(jié)合公司的實(shí)際情況，對氯化鈣生產(chǎn)過程中能源的綜合利用做重點(diǎn)分析。氯化鈣的生產(chǎn)工藝流程主要包括：蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥3個(gè)工序。

1 蒸發(fā)工序

1.1 鹽田灘曬

我公司使用的原料液為唐山三友集團(tuán)股份有限公司重堿車間蒸餾塔排放的蒸氨廢液，先送至海邊堿渣場。堿渣場的上清液流入清液輸鹵溝，原料液（C a C l21 0%左右）中含有的主要離子為C a2＋、C l－、N a＋、M g2＋、S O2－4、NH＋4、OH－等，采用鹽田灘曬技術(shù)，利用自然界的太陽能及風(fēng)能的作用，通過初級蒸發(fā)池、中級蒸發(fā)池、高級蒸發(fā)池的自然梯級蒸發(fā)，逐步提濃。蒸發(fā)池的占地面積達(dá)3.0 6k m2，有充足的沉降（重力沉降）、澄清時(shí)間，可以去除清液中混有的泥漿、沉淀物、灰乳等雜質(zhì)，有效的保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

通過鹽田灘曬技術(shù)可以將1 0%左右的清液提濃至1 7%以上的精鹵液，因而節(jié)省大量的生蒸汽用于清液的提濃，并且有效地縮短了清液的澄清、除去雜質(zhì)的工藝流程，節(jié)省了一部分生產(chǎn)設(shè)備的投用。由于精鹵液中氯化鎂含量較高，對氯化鈣的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品質(zhì)量會造成不利的影響，必須除去。我們使用石灰車間的灰乳除鎂的方法，反應(yīng)方程式為：M g C l2＋C a（OH）2＝M g（OH）2↓＋C a C l2，經(jīng)過充分混合連續(xù)化灰后，進(jìn)入精制調(diào)和池，充分反應(yīng)并澄清后的精鹵送往蒸發(fā)系統(tǒng)。

1.2 蒸發(fā)系統(tǒng)

來自鹽田灘曬的精鹵液，經(jīng)過除塵塔的噴淋作用，將干燥工序外排廢氣的熱量及粉塵吸收到清液中，既增加溫度，又提高濃度，然后熱清液進(jìn)入二效預(yù)熱器，與來自冷凝水儲罐的一、四效高溫蒸汽冷凝水換熱后進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)。

1.2.1 鹽水回收

換熱后的清液經(jīng)過二、三效加熱器，用二次蒸汽蒸發(fā)提濃，隨著氯化鈣濃度的不斷提高，氯化鈉的結(jié)晶顆粒也不斷增大。但是，當(dāng)氯化鈉的結(jié)晶顆粒達(dá)到一定粒徑時(shí)，就會造成對氯化鈣溶液的加熱設(shè)備—列管式加熱器堵塞，當(dāng)堵塞嚴(yán)重時(shí)，換熱能力變差，氯化鈣溶液難以提濃，影響生產(chǎn)能力的發(fā)揮。相反，當(dāng)氯化鈣溶液濃度較低時(shí)，氯化鈉的結(jié)晶顆粒較小不能析出。通過技術(shù)分析和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得知，當(dāng)氯化鈣濃度控制在3 0%左右時(shí)，為除鹽的最佳濃度。于是在蒸發(fā)的生產(chǎn)工藝中我們通過活塞推料式離心機(jī)，在離心力的作用下除去較大的氯化鈉結(jié)晶顆粒，有效的解決了氯化鈣提濃過程中的副產(chǎn)鹽（氯化鈉）對換熱器的影響。

回收干燥工序鼓風(fēng)機(jī)預(yù)熱器的高溫冷凝水（6 0℃），將副產(chǎn)鹽溶解制成高溫淡鹽水，送往鹽水車間，不僅回收了大量的冷凝水，而且提高了鹽水車間化鹽洗水的溫度，相當(dāng)于節(jié)省了大量的蒸汽。除鹽后的氯化鈣溶液再與一效加熱器1.6 MP a生蒸汽換熱、經(jīng)過閃蒸罐的閃發(fā)提濃可以達(dá)到4 6%以上的含鈣量。

1.2.2 三效錯(cuò)流蒸發(fā)工藝

蒸發(fā)操作要消耗大量的加熱蒸汽，那么如何提高蒸汽利用率，如何充分利用溶劑汽化所產(chǎn)生的二次蒸汽，是選擇蒸發(fā)工藝時(shí)應(yīng)考慮的首要問題。

表1 蒸發(fā)效數(shù)與蒸汽量的關(guān)系

從表1中可見，隨著效數(shù)的增加，節(jié)約的生蒸汽量越來越少，而設(shè)備的投資費(fèi)或折舊費(fèi)將增多。若增加效數(shù)所節(jié)約的蒸汽費(fèi)用不足以抵消設(shè)備的折舊費(fèi)時(shí)，則不能再增加效數(shù)。

按多效蒸發(fā)時(shí)溶液加料方式的不同分類，見表2。

表2 不同蒸發(fā)方式的比較

從表2中可見，錯(cuò)流法兼有并流法和逆流法的優(yōu)點(diǎn)而避免其缺點(diǎn)，為此我公司結(jié)合實(shí)際情況采用的是三效錯(cuò)流蒸發(fā)工藝流程，通過壓強(qiáng)差將二次蒸汽充分利用，節(jié)省了大量的1.6 MP a生蒸汽，實(shí)現(xiàn)了綜合能耗最低的目標(biāo)。

2 結(jié)晶工序

我公司的氯化鈣產(chǎn)品包括：無水粒狀氯化鈣、一水粒狀氯化鈣、二水粒狀氯化鈣、二水片狀氯化鈣4種產(chǎn)品。

2.1 二水片狀氯化鈣生產(chǎn)工藝

主要工藝流程：來自蒸發(fā)工序的4 6%鈣液，進(jìn)入四效預(yù)熱器與來自冷凝水儲罐的閃發(fā)蒸汽換熱，冷凝換熱后送往片鈣的四效加熱器繼續(xù)蒸發(fā)提濃，鈣液含鈣量達(dá)到6 0%左右，經(jīng)過升膜蒸發(fā)器進(jìn)入成品鈣液儲槽中，與1.6MP a生蒸汽換熱蒸發(fā)后達(dá)到7 0%左右，送入轉(zhuǎn)鼓制片機(jī)與一次水冷卻，結(jié)晶成片狀氯化鈣，其冷卻水回收到循環(huán)水中，通過涼水塔利用自然界的風(fēng)能降溫，落入循環(huán)水池中，可以作為循環(huán)水送往蒸發(fā)系統(tǒng)的三效冷凝器和結(jié)晶工序的四效冷凝器，為三效分離器和四效分離器造真空提供冷卻介質(zhì)，再次循環(huán)使用。

2.2 二水粒狀氯化鈣生產(chǎn)工藝

二水粒狀氯化鈣的生產(chǎn)工藝，前部分流程與二水片狀氯化鈣的工藝流程相同，不同的是到成品鈣液儲槽后，鈣液進(jìn)入加熱釜，通過液下泵送往高的造粒塔，上液管有油伴熱裝置，以保證鈣液恒溫，由造粒機(jī)噴淋成小液滴，在引風(fēng)機(jī)的作用下，利用自然界的風(fēng)能冷卻成二水粒狀氯化鈣產(chǎn)品。

2.3 其它生產(chǎn)工藝

由于一水粒狀氯化鈣（8 3%以上）與無水粒狀氯化鈣（9 4%以上）的含量較高，我公司引進(jìn)了德國先進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，新增添了粒鈣生產(chǎn)工藝，流程較為復(fù)雜，自動化操作程度較高，但能源的綜合利用情況并不顯著，因此不再詳細(xì)介紹。

3 干燥工序

結(jié)晶工序冷卻后的二水片狀氯化鈣與二水粒狀氯化鈣交換生產(chǎn)時(shí)，均由濕鈣皮帶送至1＃、2＃震動流化床，在振動電機(jī)的震動作用下，物料與1.6MP a生蒸汽加熱的熱風(fēng)干燥除濕。于是我們將1＃、2＃鼓風(fēng)機(jī)又添加了兩臺鼓風(fēng)機(jī)預(yù)熱器，利用蒸發(fā)工序中產(chǎn)生的高溫冷凝水（8 0℃）作為熱源，與外界空氣換熱后再加熱進(jìn)入1＃、2＃震動流化床，這項(xiàng)改造可以每小時(shí)節(jié)約1t生蒸汽，節(jié)約費(fèi)用6 3.3 6萬元。物料經(jīng)過冷卻流化床自然冷風(fēng)降溫后，由成品皮帶機(jī)輸送至成品料倉，通過自動包裝秤打包后，送入庫房。

4 結(jié) 論

通過對唐山三友集團(tuán)股份有限公司重堿車間蒸餾塔排放的蒸氨廢液的回收治理，減輕了蒸氨廢液對渤海灣海域的污染，對改善生態(tài)環(huán)境、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、保護(hù)生態(tài)平衡發(fā)揮著重要作用。

采用鹽田灘曬技術(shù)和三效錯(cuò)流蒸發(fā)生產(chǎn)工藝，可節(jié)省大量的生蒸汽，極大地提高了產(chǎn)品質(zhì)量和降低了氯化鈣產(chǎn)品的生產(chǎn)成本；冷凝水的再次利用、鹽水的回收，使得有限的資源得到充分利用。

［1］ 北京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室，華中師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室，南京師范大學(xué)無機(jī)化學(xué)教研室.無機(jī)化學(xué)［M］.北京：高等教育出版社，2 0 0 3：6 6 2

［2］ 張振坤，劉建中.化工基礎(chǔ)［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2 0 0 4.1：0 3 9

T Q 1 3 2.3 2

B

1 0 0 5－8 3 7 0（2 0 1 2）0 4－3 0－0 3

2 0 1 2－0 6－0 8

李忠生，2 0 0 7年畢業(yè)于河北科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，任職于唐山三友志達(dá)鈣業(yè)有限公司技術(shù)科。